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    Design ottimale per l'inosservabilità acustica in acqua

    Credito:Pixabay/CC0 Dominio pubblico

    Fino ad ora, è stato possibile solo ottimizzare una struttura di copertura acustica per l'ambiente aereo. Però, con quest'ultima ricerca, "Mantello acustico progettato dall'ottimizzazione della topologia per sistemi accoppiati acustico-elastici, " pubblicato nell'ultimo Lettere di fisica applicata, è possibile progettare un mantello acustico per ambienti subacquei.

    Nell'ottimizzazione della topologia convenzionale dell'occultamento acustico, il metodo di progettazione si è basato su un'analisi che approssimava un corpo elastico nell'aria come un corpo rigido. Però, poiché l'approssimazione vale solo per materiali sufficientemente rigidi e densi come il metallo nell'aria, c'erano poche opzioni di materiale oltre al metallo. Inoltre, era impossibile progettare un mantello acustico nell'acqua con il metodo dell'approssimazione.

    In questo studio condotto da Garuda Fujii dell'Università di Shinshu, il gruppo ha sviluppato l'ottimizzazione della topologia basata sull'analisi degli elementi finiti della propagazione delle onde acustico-elastiche accoppiate. Considerando l'interazione tra la vibrazione del corpo elastico e l'onda sonora nel calcolo dell'ottimizzazione, è ora possibile selezionare il materiale che costituisce il mantello acustico tra ABS leggero e altri materiali e progettare il mantello acustico per l'uso in aria e acqua. Per di più, il gruppo ha progettato con successo mantelli acustici a banda larga ottimizzati rispettivamente per ogni ambiente, aerea e subacquea.

    Questa nuova ricerca ha permesso di selezionare i materiali costitutivi del mantello acustico e dell'ambiente acustico circostante (aereo o subacqueo) con un alto grado di funzionalità. Si prevede che le funzioni di occultamento acustico saranno notevolmente ampliate.

    Norma quadrata della pressione sonora nell'acqua attorno a un mantello acustico progettato durante l'ottimizzazione della topologia. Credito:Garuda Fujii, Istituto di Ingegneria, Università di Shinshu, Giappone
    Pressione sonora nell'acqua attorno a un mantello acustico progettato durante l'ottimizzazione della topologia. Credito:Garuda Fujii, Istituto di Ingegneria, Università di Shinshu, Giappone
    Evoluzione strutturale di un mantello acustico multidirezionale per il suono trasmesso dall'acqua durante l'ottimizzazione della topologia basata su CMA-ES. Credito:Garuda Fujii, Istituto di Ingegneria, Università di Shinshu, Giappone



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